Másképp és máshol értelmezi az agy a beszédet és a dalt

2020.03.31. 12:11

Mind a beszéd, mind a dal egyedülállóan emberi hangmegnyilvánulás, és mindkettő a fülünkön megy be, mégis az előbbit a bal, az utóbbit a jobb agyféltekénkkel dolgozzuk fel. Vajon miért ez a szigorú munkamegosztás?

Régóta ismeretes, hogy a két agyfélteke hangfeldolgozásért felelős területe, a hallókéreg nem egyformán aktiválódik, ha beszédet, illetve ha zenét hallunk, de ennek a munkamegosztásnak az idegélettani alapjairól keveset lehetett tudni. A montréali Neurological Institute-Hospital (röviden: a Neuro) és a McGill University munkatársai a francia Inserm zenei kutatóintézetnél dolgozó Benjamin Morillon irányításával a Science folyóirat legutóbbi számában közöltek egy tanulmányt, amelyben megmutatják, hogy a bal és a jobb hallókéreg idegsejtjei a hang más és más jellegzetességeire érzékenyek: a bal oldal az időzítésre van kihegyezve, amely a szövegértés szempontjából kulcsfontosságú, a jobb oldal viszont a hangszínt és hangmagasságot meghatározó spektrális komponensre, ami a dallamfelismeréshez elengedhetetlen.

A kutatók 100 énekfelvételt készítettek: valamennyin egy szopránhang énekel egy-egy mondatot. A 100 felvétel 10 mondat és 10, kimondottan a kísérlethez komponált dallam összes lehetséges kombinációját lefedte, ezért a szöveg és a zene semmilyen következetes módon nem kapcsolódott egymással. Ezt követően a felvételeket e két alapvető hallási dimenzió, a hangspektrum és az időbeliség mentén eltorzították, és 49 kísérleti résztvevőt arra kértek, hogy próbálják meg a szavakat, illetve a dallamot kivenni. A kísérletet angol és francia anyanyelvűekkel egyaránt elvégezték a jobb reprodukálhatóság és általánosíthatóság kedvéért.

Mindkét anyanyelvű beszélőknél azt tapasztalták, hogy az időbeli dimenzió eltorzítása nehézséget okozott a szöveg értelmének megértésében, de nem akadályozta a dallam felismerését, és viszont: a spektrális összetevők torzítása a dallamot tette felismerhetetlenné, a szöveg tartalmának megértését viszont nem érintette. Ez azt bizonyítja, hogy a beszéd és a dallam feldolgozása más és más akusztikai jellegzetességeken alapul.

A résztvevők agyát funcionális MRI-képalkotással figyelték a felvételek hallgatása közben, hogy kiderítsék, hogyan reagál az agy a hang különböző sajátságaira. A kutatók azt találták, hogy a beszédfeldolgozás a bal, a dallamfeldolgozás viszont a jobb oldali hallókéregben zajlott. A bal hallókéreg idegi aktivitása a bemutatott mondat tartalma szerint változott, de az ugyanazon mondathoz kapcsolt különböző dallamok nemigen befolyásolták. A jobb hallókéregben épp ellenkezőleg, a dallami minőség befolyásolta az aktivitást, míg a dallamhoz kapcsolódó szöveg jobbára lényegtelen volt.

A kutatók ezután arra voltak kíváncsiak, miként hat az egyes hangbéli dimenziók mentén történő torzítás az agyi aktivitásra. Kiderült, hogy a spektrális torzítás csak a jobb oldali hallókéreg aktivitását érintette dallamfeldolgozás közben, míg az időbeli torzítás kizárólag beszédértés közben és csak a bal oldali hallókéreg aktivitását befolyásolta. Ezzel további bizonyítékot szolgáltattak arra, hogy a két agyféltekében látott különböző válaszok az inger által hordozott akusztikus információ jellegétől függenek.

Forrás: Science Photo Library/MEHAU KULYK/SCIENCE PHOTO LIBRARY/Mehau Kulyk/Science Photo Librar

Korábbi állatkísérletekben megmutatták, hogy a hallókéreg különböző idegsejtjei a spektrális és időbeli jellemzők sajátos kombinációira válaszolnak, és pontosan be vannak állítva azokra a hangokra, amelyek az állat számára a természetes környezetében lényegesek, például mert a fajtársak közötti kommunikációban használatosak. Emberi újszülötteken végzett régebbi kísérletekből az is nyilvánvalóvá vált, hogy a beszéd-zene féltekei specializáció nem olyasvalami, ami életünk során a kétféle hangingernek való kitettség alakít ki, hanem már születésünkkor „be van huzalozva" az agyunkba. Már néhány órás újszülöttek agya is jobb agyféltekés aktivitással válaszol a zenei hangfelvételekre, míg e felvételek eltorzított, kevésbé harmonikus változatai egyre kisebb aktivitást idéztek elő a jobb hallókéregben, és inkább a bal agyféltekét mozgósították.

Az emberek esetében a beszéd és a dal egyaránt fontos kommunikációs formák, amelyek ugyanazt az érzékelési csatornát: a hallást használják, ezért agyunknak komoly kihívást jelent a hangzó anyag nyelvi és zenei tartalmának egyidejű elemzése. A hangok spektrális és időbeli aspektusa közül a zene az előbbire, a beszéd az utóbbira építkezik, és a most megjelent tanulmány azt igazolja, hogy a féltekék szerinti specializáció valószínűleg egyfajta optimális munkamegosztást biztosít a kétféle kommunikációs mód feldolgozására. Évtizedek óta tudjuk, hogy a két agyfélteke eltérően reagál a beszédre és a zenére, de különbség élettani alapja rejtély maradt – nyilatkozta Philippe Albouy, a tanulmány írója. – Munkánkban megmutatjuk, hogy a féltekei specializáció a beszéd, illetve a zene szempontjából lényeges akusztikai jellegzetességekhez köthető, így eredményünk összekapcsolja korábbi ismereteinket az idegi szerveződéssel kapcsolatos tudással."